(57)【要約】【課題】低待機電力を要求されるモード（スタンバイモード等）と大きい出力負荷が要求されるモードとの双方に対応でき、尚且つ低待機電力が要求されるモード時に比較的大きい例えば５０Ｗ以上の負荷を要求する場合にも、対応できる電源装置において、部品点数の削減、低価格化及び実装スペースの削減を目的とする。【解決手段】商用電源を整流する整流回路と、この整流回路の出力直流電圧を力率改善回路を介して電圧変換回路に供給し、この電圧変換回路の出力側より直流電圧を出力するようにした第１の電源回路と、この整流回路の出力直流電圧を力率改善と共に電圧変換する力率改善型コンバータ回路より成る第２の電源回路とを有する電源装置において、この第１の電源回路の電圧変換回路の入力電圧平滑用コンデンサとこの第2の電源回路の入力電圧平滑用コンデンサを共用するようにしたものである。【選択図】        図１
2006166503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源を整流する整流回路と、
該整流回路の出力直流電圧を力率改善回路を介して電圧変換回路に供給し、前記電圧変換回路の出力側より直流電圧を出力するようにした第１の電源回路と、
前記整流回路の出力直流電圧を力率改善と共に電圧変換する力率改善型コンバータ回路より成る第２の電源回路とを有する電源装置において、
前記第１の電源回路の電圧変換回路の入力電圧平滑用コンデンサと前記第２の電源回路の入力電圧平滑用コンデンサを共用するようにしたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１記載の電源装置において、
スタンバイ時に前記第１の電源回路を不動作とし、前記第２の電源回路より負荷に電力を供給するようにしたことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば５０Ｗ以上の比較的大電力を出力するようにした電気機器の電源として使用して好適な電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば５０Ｗ以上の比較的大電力を出力するようにした音響機器、ＡＶ（audio visual）機器等の電気機器の電源装置として、図２に示す如き、力率改善回路（ＰＦＣ回路）を用いた電源回路が使用されている。
【０００３】
図２において、１は、例えば１００Ｖ、５０Ｈｚの商用電源を示し、この商用電源１をノイズ除去用のフィルタ回路２を介して例えばダイオードブリッジより成る整流回路３に供給する。この整流回路３の正極及び負極出力端子３ａ及び３ｂ間に得られる直流電圧を力率の改善及び昇圧を行う力率改善回路（ＰＦＣ回路）４を介して例えばスイッチング定電圧回路等より成る電圧変換回路５に供給し、この電圧変換回路５の出力端子６ａ及び６ｂ間に所定の直流電圧を得、この出力端子６ａ及び６ｂ間に得られる直流電圧を比較的大電力例えば５０Ｗ以上を出力するようにした負荷（電気機器）に供給するようにする。
【０００４】
この力率改善回路４は、整流回路３の正極出力端子３ａを昇圧用のコイル４ａ及び逆流防止用のダイオード４ｂの直流回路を介して電圧変換回路５の一方の出力端子５ａに接続し、またこの整流回路３の負極出力端子３ｂを電圧変換回路５の他方の入力端子５ｂに接続する。
【０００５】
また、この力率改善回路４は、このコイル４ａ及びダイオード４ｂの接続中点をスイッチング素子を構成するｎ形の電界効果トランジスタ４ｃのドレインに接続し、この電界効果トランジスタ４ｃのソースを整流回路３の負極出力端子３ｂ及び電圧変換回路５の他方の入力端子５ｂの接続中点の接続し、この電圧変換回路５の一方及び他方の入力端子５ａ及び５ｂ間に入力電圧平滑用の電解コンデンサ４ｄを接続する。
【０００６】
この、力率改善回路４は、電解コンデンサ４ｄの両端電圧を共振回路より成る制御回路４ｅに供給し、この制御回路４ｅの出力側に得られる共振信号を電界効果トランジスタ４ｃのゲートに供給し、この共振信号によりスイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ４ｃをオンオフし、力率の改善及び昇圧を行っている。
【０００７】
力率改善回路を使用した電源回路として例えば特許文献１に開示されたものがある。
【０００８】
ところで、近年、電気機器の多様化に伴い電源装置に要求される事項も多様化しており、低待機電力が要求されるモード（スタンバイ時等）と大きな出力負荷が要求されるモードとの双方を同時に兼ね備え、尚且つ低待機電力が要求されるモード時に５０Ｗ以上の負荷が要求される場合がある。
【０００９】
図２に示す如き、力率改善回路４を用いた電源装置においては、低待機電力が要求されるモード時に、この力率改善回路４を動作させた場合、この力率改善回路４を構成するデバイスでの消費電力、電力損失が有り、この低待機電力を満足することはできない。
【００１０】
一方、図２に示す如き力率改善回路４を用いた電源装置において、低待機電力を要求されるモード時に、この力率改善回路４を動作させずに５０Ｗ以上の出力を供給しようとした場合、力率が低下し、低待機電力の要求及び高調波規制等を満足できない。
【００１１】
そこで、図３に示す如く、図２に示す如き電源装置に、５０Ｗ以上の出力が供給できる力率改善と共に電圧変換する力率改善型コンバータ回路を組み合わせるようにした電源装置が考えられる。
【００１２】
この図３につき説明するに図２に対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００１３】
図３においては、整流回路３の正極出力端子３ａを高周波阻止用のチョークコイル７及び逆流防止用のダイオード８の直列回路を介してトランス９の一方の１次巻線９ａの他端及び他方の１次巻線９ｂの一端の接続中点に接続すると共にこの正極出力端子３ａを逆流防止用のダイオード１０を介して、この一方の１次巻線９ａの一端に接続する。
【００１４】
このダイオード１０及び一方の１次巻線９ａの接続中点を入力電圧平滑用の電解コンデンサ１１を介して整流回路３の負極出力端子３ｂに接続し、また、他方の１次巻線９ｂの他端をスイッチング素子を構成するｎ形の電界効果トランジスタ１２のドレインに接続し、この電界効果トランジスタ１２のソースを整流回路３の負極出力端子３ｂに接続する。
【００１５】
一方及び他方の２次巻線９ｃ及び９ｄの夫々の一端を整流用のダイオード１３のアノードに接続し、このダイオード１３のカソードを一方の出力端子１４ａに接続し、また一方及び他方の２次巻線９ｃ及び９ｄの夫々の他端を他方の出力端子１４ｂに接続する。
【００１６】
この一方及び他方出力端子１４ａ及び１４ｂ間に出力電圧平滑用の電解コンデンサ１５を接続し、この一方の出力端子１４ａに得られる出力直流電圧をパルス幅変調回路より成る制御回路１６に供給し、この制御回路１６の出力側に得られるパルス幅変調信号をスイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ１２のゲートに供給する。
【００１７】
この電界効果トランジスタ１２を出力直流電圧に応じたパルス幅変調信号によりスイッチングすることにより、この一方及び他方の出力端子１４ａ及び１４ｂに力率の改善された所定の定電圧の直流電圧をえることができる。
【００１８】
斯かる図３に示す如き電源装置においては、一方の電源回路の一方及び他方の出力端子６ａ及び６ｂに得られる出力直流電圧と他方の電源回路の一方及び他方の出力端子１４ａ及び１４ｂに得られる出力直流電圧を負荷を構成する電気機器に供給する如くすると共にスタンバイ時の低待機電力時に制御回路４ｅを不動作として、力率改善回路４及び電圧変換回路５を不動作する如くし、制御回路１６、トランス９、電界効果トランジスタ１２等より成る力率改善型コンバータ回路を動作状態とし、一方及び他方の出力端子１４ａ及び１４ｂより負荷に電力を供給する。この場合良好に低待機電力を実現できる。
【００１９】
また、大きい出力負荷に電力を供給するモードとなったときは、所定の制御信号により制御回路４ｅを動作状態とし、力率改善回路４及び電圧変換回路５を動作状態とし、一方及び他方の出力端子６ａ及び６ｂに得られる所定の出力直流電圧を負荷に供給する如くする。
【００２０】
斯かる、図３に示す如き電源装置においては、電気機器の多様化に伴い、低待機電力を要求されるモード（スタンバイモード等）と大きい出力負荷が要求されるモードとの双方に対応でき、尚且つ低待機電力が要求されるモード時に５０Ｗ以上の負荷を要求する場合にも、対応することができる利益がある。
【特許文献１】特開平１０−２０１２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
然しながら、図３に示す如き電源装置においては、入力電圧平滑用の電解コンデンサ４ｄ、１１が２個存在し、部品点数が増大すると共にこの入力電圧平滑用の電解コンデンサは比較的高価であり、且つ実装スペースが大きくなる不都合があった。
【００２２】
本発明は、斯かる点に鑑み、低待機電力を要求されるモード（スタンバイモード等）と大きい出力負荷が要求されるモードとの双方に対応でき、尚且つ低待機電力が要求されるモード時に比較的大きい例えば５０Ｗ以上の負荷を要求する場合にも、対応できる電源装置において、部品点数の削減、低価格化及び実装スペースの削減を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明電源装置は、商用電源を整流する整流回路と、この整流回路の出力直流電圧を力率改善回路を介して電圧変換回路に供給し、この電圧変換回路の出力側より直流電圧を出力するようにした第１の電源回路と、この整流回路の出力直流電圧を力率改善と共に電圧変換する力率改善型コンバータ回路より成る第２の電源回路とを有する電源装置において、この第１の電源回路の電圧変換回路の入力電圧平滑用コンデンサとこの第２の電源回路の入力電圧平滑用コンデンサを共用するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、低待機電力を要求されるモード（スタンバイモード等）と大きい出力負荷が要求されるモードとの双方に対応でき、尚且つ低待機電力が要求されるモード時に比較的大きい例えば５０Ｗ以上の負荷を要求する場合にも、対応できる電源装置において、入力電圧平滑用コンデンサを共用したので、部品点数の削減、低価格化及び実装スペースの削減ができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図１を参照して本発明電源装置を実施するための最良の形態の例につき説明する。この図１において、図２、図３に対応する部分には同一符号を付して示す。
【００２６】
図１において、１は、例えば１００Ｖ、５０Ｈｚの商用電源を示し、この商用電源１をノイズ除去用のフィルタ回路２を介して例えばダイオードブリッジより成る整流回路３に供給する。この整流回路３の正極及び負極出力端子３ａ及び３ｂ間に得られる直流電圧を力率の改善及び昇圧を行う力率改善回路（ＰＦＣ回路）４を介して例えばスイッチング定電圧回路等より成る電圧変換回路５に供給し、この電圧変換回路5の出力端子６ａ及び６ｂ間に所定の直流電圧を得、この出力端子６ａ及び６ｂ間に得られる直流電圧を比較的大電力例えば５０Ｗ以上を出力するようにした負荷（電気機器）に供給するようにする。
【００２７】
この力率改善回路４は、整流回路３の正極出力端子３ａを昇圧用のコイル４ａ及び逆流防止用のダイオード４ｂの直流回路を介して電圧変換回路５の一方の出力端子５ａに接続し、またこの整流回路３の負極出力端子３ｂを電圧変換回路５の他方の入力端子５ｂに接続する。
【００２８】
また、この力率改善回路４は、このコイル４ａ及びダイオード４ｂの接続中点をスイッチング素子を構成するｎ形の電界効果トランジスタ４ｃのドレインに接続し、この電界効果トランジスタ４ｃのソースを整流回路３の負極出力端子３ｂ及び電圧変換回路５の他方の入力端子５ｂの接続中点の接続し、この電圧変換回路５の一方及び他方の入力端子５ａ及び５ｂ間に入力電圧平滑用の電解コンデンサ４ｄを接続する。
【００２９】
この、力率改善回路４は、電解コンデンサ４ｄの両端電圧を共振回路より成る制御回路４ｅに供給し、この制御回路４ｅの出力側に得られる共振信号を電界効果トランジスタ４ｃのゲートに供給し、この共振信号によりスイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ４ｃをオンオフし、力率の改善及び昇圧を行っている。
【００３０】
また、本例においては、整流回路３の正極出力端子３ａを高周波阻止用のチョークコイル７及び逆流防止用のダイオード８の直列回路を介してトランス９の一方の１次巻線９ａの他端及び他方の１次巻線９ｂの一端の接続中点に接続する。
【００３１】
本例においては、この一方の１次巻線９ａの一端を逆流防止用のダイオード４ｂ及び入力電圧平滑用の電解コンデンサ４ｄの接続中点に接続し、この電解コンデンサ４ｄを力率改善をすると共に電圧変換するようにした力率改善型コンバータ回路の入力電圧平滑用の電解コンデンサを兼ねる（共通）如くする。
【００３２】
また、他方の１次巻線９ｂの他端をスイッチング素子を構成するｎ形の電界効果トランジスタ１２のドレインに接続し、この電界効果トランジスタ１２のソースを整流回路３の負極出力端子３ｂに接続する。
【００３３】
一方及び他方の２次巻線９ｃ及び９ｄの夫々の一端を整流用のダイオード１３のアノードに接続し、このダイオード１３のカソードを一方の出力端子１４ａに接続し、また一方及び他方の２次巻線９ｃ及び９ｄの夫々の他端を他方の出力端子１４ｂに接続する。
【００３４】
この一方及び他方出力端子１４ａ及び１４ｂ間に出力電圧平滑用の電解コンデンサ１５を接続し、この一方の出力端子１４ａに得られる出力直流電圧をパルス幅変調回路より成る制御回路１６に供給し、この制御回路１６の出力側に得られるパルス幅変調信号をスイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ１２のゲートに供給する。
【００３５】
この電界効果トランジスタ１２を出力直流電圧に応じたパルス幅変調信号によりスイッチングすることにより、この一方及び他方の出力端子１４ａ及び１４ｂに力率の改善された所定の定電圧の直流電圧を得ることができる。
【００３６】
斯かる本例の電源装置においては、一方の電源回路の一方及び他方の出力端子６ａ及び６ｂに得られる出力直流電圧と他方の電源回路の一方及び他方の出力端子１４ａ及び１４ｂに得られる出力直流電圧を負荷を構成する電気機器に供給する如くすると共にスタンバイ時の低待機電力時に制御回路４ｅを不動作として、力率改善回路４及び電圧変換回路５を不動作する如くし、制御回路１６、トランス９、電界効果トランジスタ１２等より成る力率改善型コンバータ回路を動作状態とし、一方及び他方の出力端子１４ａ及び１４ｂより負荷（電気機器）に電力を供給する。この場合良好に低待機電力を実現できると共にこの低待機電力が要求されるモード時に５０Ｗ以上の負荷が要求されても良好に対応できる。
【００３７】
また、大きい出力負荷に電力を供給するモードとなったときは、所定の制御信号により制御回路４ｅを動作状態とし、力率改善回路４及び電圧変換回路５を動作状態とし、一方及び他方の出力端子６ａ及び６ｂに得られる所定の出力直流電圧を負荷に供給する如くする。
【００３８】
斯かる、図１の本例の電源装置において、スタンバイ時は制御回路４ｅが不動作で、力率改善回路４及び電圧変換回路５は不動作であり、このとき、スイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ１２がオンしたときは、整流回路３の正極出力端子３ａよりのチョークコイル７→ダイオード８と流れた電流Ａは矢印Ｅに示す如く他方の１次巻線９ｂ→電界効果トランジスタ１２のドレイン→ソース→負極出力端子３ｂと流れる。
【００３９】
また、入力電圧平滑用の電解コンデンサ４ｄに充電された電荷による電流は、矢印Ｃに示す如く、電解コンデンサ４ｄの正極→一方の１次巻線９ａ→他方の１次巻線９ｂ→電界効果トランジスタ１２のドレイン→ソース→電解コンデンサ４ｄの負極と流れる。
【００４０】
また、スイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ１２がオフしたときは、整流回路３の正極出力端子３ａよりチョークコイル７→ダイオード８と流れた電流Ａは、矢印Ｄに示す如く、一方の１次巻線９ａ→電解コンデンサ４ｅ→整流回路３の負極出力端子３ｂと流れ電解コンデンサ４ｄを充電し、図３の力率改善型コンバータ回路と同様に動作する。
【００４１】
大きい出力負荷が要求されるモード時に制御回路４ｅを動作させる制御信号が供給されたときには制御回路４ｅが動作状態となり、出力端子６ａ及び６ｂ間に従来同様に所定の直流電圧がえられ、比較的大電力を出力する電気機器に供給される。
【００４２】
この場合スイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ１２がオンしたときは、整流回路３の正極出力端子３ａよりコイル４ａ→ダイオード４ｂを流れた電流Ｂの一部は矢印Ｃ及び矢印Ｅに示す如く一方の１次巻線９ａ→他方の１次巻線９ｂ→電界効果トランジスタ１２のドレイン→ソースを介して整流回路の負極出力端子３ｂへと流れ一方及び他方の１次巻線９ａ及び９ｂを励磁する。
【００４３】
この場合、逆流防止用のダイオード８のトランス９側の電位がチョークコイル７側の電位より高くなるため、矢印Ａ方向の電流は流れず、このスイッチング素子を構成する電界効果トランジスタ１２とトランス９は制御回路１６と共にパルス幅変調方式のスイッチングレギュレータの動作をし、出力端子１４ａ及び１４ｂ間に所定の定電圧が得られる。
【００４４】
本例においては、図１に示す如く低待機電力が要求されるモード(スタンバイモード)と大きい出力負荷が要求されるモードとの双方に対応でき、尚且つ低待機電力が要求されるモード時に比較的大きい例えば５０Ｗ以上の負荷を要求する場合にも対応できる電源装置おいて図３に示す電源装置に比較し、電解コンデンサ１１、ダイオード１０を削減でき，即ち部品点数を削減でき、比較的高価な電解コンデンサを削減できるので低価格化を図ることができると共に実装スペースを削減できる。
【００４５】
尚、本発明は上述例に限ることなく、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明電源装置を実施するための最良の形態の例を示す構成図である。
【図２】従来の電源装置の例を示す構成図である。
【図３】電源装置の例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…商用電源、２…フィルタ回路、３…整流回路、４…力率改善回路、４ａ，７…コイル、４ｂ，８，１０，１３…ダイオード、４ｃ，１２…電界効果トランジスタ、４ｄ，１１，１５…電解コンデンサ、４ｅ，１６…制御回路、５…電圧変換回路、６ａ，６ｂ，１４ａ，１４ｂ…出力端子、９…トランス
【図１】
2006166503.tif 000003
【図２】
2006166503.tif 000004
【図３】
2006166503.tif 000005